超声-重力耦合场分离设备的设计与制造

利用超声—重力耦合场分离原理,设计并制造了一种分离微纳米颗粒的场流分离设备。通过对分离腔中流体层的声场和颗粒受力特性进行研究,确定分离设备的制作工艺,对基片的雕刻过程和键合过程的加工参数进行了优化,并对超声分离微纳米颗粒的发展方向进行了展望。     

基于微纳光纤的光热捕获研究及应用

光热捕获利用微纳光纤上的温度梯度场,实现了对周围液体中的大量微纳米颗粒捕获、收集、迁移和分离等操作.通过在微纳光纤表面涂覆一层氧化石墨烯(GO)胶体薄膜,制备出具有良好光热转换性能的微加热器.通入小功率的近红外光,GO薄膜产生一个温度梯度场.结果表明,该温度梯度场对微粒具有良好的捕获作用,可长时间、大范围地捕获分布于周围液体中的聚苯乙烯小球、银纳米线等不同形状、密度的微粒.该光热捕获装置具有操作简单、易于制备、耗能功率小的特点,在微粒捕获、微纳米器件加工等领域有良好的应用前景.     

超声波地层解堵机理研究初步

用多孔介质模拟地层,以胶体微粒作为堵塞颗粒,在前人研究的基础上建立微粒桥型堵塞的微观模型,研究利用超声波辐射的方法解除多孔介质中堵塞微粒的作用机理,分析超声波作用下管孔中微粒的受力情况和微粒在没有超声波作用下形成稳定桥型堵塞状态下的受力情况,并根据微粒受力情况和形成桥型堵塞过程,分析出微粒脱落时所需外在拉力.综合各种情况,计算出最终达到解堵目的所需的条件.     

基于模糊PD控制的微操作机械手真空微夹研究

由于重力和粘附力的变化,宏观工具不再适用于对微粒的操作．采用真空方式对微粒进行操作是一种较为理想的策略．设计了一种用于微粒(直径100～300μm)装配的真空微夹工具．设计了微夹的一种以A-Duc812为底层控制器和以PC机为顶层控制器的两级控制结构．对微粒的粘附力影响和受力情况进行了分析,推导了微夹不同作业阶段的工作压力条件．考虑空气的可压缩性、气动元件的非线性和微夹的压力损失,为提高微夹的拾取和释放微粒的能力,设计了基于模糊PD的压力控制器．Matlab仿真试验结果表明该控制器的有效性．微夹具有性能稳定可靠、结构紧凑的优点,能较好地适用于面向亚毫米级微粒的装配作业．     

超声微铣削加工毛刺成形特性研究

为减少微细切削加工过程中产生的微型毛刺对微型零件成形加工质量的影响,利用双直槽结构矩形六面体超声变幅器对工件施加水平辅助超声振动,在304奥氏体不锈钢板表面进行微沟槽结构超声微铣削成形加工试验,研究不同超声微铣削参数条件下铣削顶部毛刺的成形特性.试验结果表明,工件的水平超声振动使得不锈钢微沟槽顶部毛刺形态由长条形的絮状结构变为连续的片状结构;且随着超声振幅的增大,片状毛刺的高度逐渐减小,呈微细碎片化趋势.工件的水平超声振动还有利于减小微铣削沟槽顶部毛刺的长度,且当每齿进给量略大于刀具最小切削厚度时,毛刺长度的减小最为明显.      

吸附微粒对微悬空桥传感器的影响

为了进一步提高传感器的检测精度，对不同位置处吸附微粒的纳米机械传感器的振动特性进行了系统的理论研究.以典型的微悬空桥结构为研究对象，考虑微粒自身质量影响，利用摄动法理论，得到了负载微悬空桥的精确模态振型和相应的谐振频率的表达式.通过该方法，可以很容易地确定吸附微粒的质量与微悬空桥的动态特性之间的关系.结果表明，具有较大质量的微粒对微悬空桥的性能影响较大，随着待测微粒质量的增加，微悬空桥的模态改变不容忽视.最后，通过有限元仿真验证了该结果的准确性.     

水核半径对微乳液制备磁性纳米Ni-Fe复合微粒的影响

研究了微乳液制备纳米Ni-Fe复合物微粒时水核半径R（＝[W]/[S]) 对微粒粒径的影响，结果表明，R值不同，得到了Ni-FeDan合物微粒不但粒径不同，产物的组成也有差异，当R＞24时，微粒粒径最大，且组成复杂，当R＜18时，微粒粒径变小，组成较单一，且可得到Ni-Fe合金相，各样品磁参数的测量表明，随Ni-Fe微粒粒径增加，矫顽力减少。     

微米及纳米级微粒的分离与操控研究进展

随着微/纳米技术的发展,寻求一种微/纳米粒子有效的分离操控技术是实现其应用的关键.本文综述了微/纳米级微粒分离操控的几种常用技术,并且着重介绍了介电泳的基本理论以及它在微/纳米级微粒分离操控的研究进展及其应用前景.     

青藏高原盐湖微型和微微型真核浮游生物

 微型与微微型真核浮游生物通常是指粒径在0.2~20 μm之间的真核浮游生物。高原盐湖中微型与微微型真核生物具有丰富的遗传多样性,近年来对高原盐湖中微型与微微型真核生物的研究日渐增多。本文综述了国内外微型与微微型真核浮游生物主要类群的分类学和多样性研究进展,论述了青藏高原柴达木盆地盐湖微型与微微型真核浮游生物的群落结构、在不同盐湖中的分布差异及分子生物学研究方法自身的局限。最后对中国未来加强盐湖中微型与微微型真核浮游生物研究提出了4个建议：加强盐湖微型与微微型真核浮游生物遗传多样性研究,开展盐湖微型与微微型真核浮游生物的纯培养技术研究,充分挖掘盐湖微型与微微型真核浮游生物在生物进化研究中的潜力,以及推动盐湖微型与微微型真核浮游生物功能研究。     

几种微乳液体系的研究

研究出了与现有报道组成不同的多种稳定的微乳液体系.在研究过程中,选价格低廉的表面活性剂OP-10和渗透剂JFC作为表面活性剂.实验结果表明,OP-10作表面活性剂可以大大提高微乳液体系的最大增溶水量,提高产率,从而得出最经济制备工艺,相对降低生产成本.借助X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等分析手段对微乳液法制备的纳米微粒结构、粒度、形貌等进行了表征与分析.     

复杂结构核-壳微颗粒的微流控制备方法

报道了一种基于微流控技术的复杂结构核-壳微颗粒的制备方法。对微流控装置进行模块化分析,组装了不同结构的微流控装置。装置具有成本低、易操作、扩展性强等优点。利用这些装置分别制备了包含不同尺寸或组分内液滴的W/O/W型复合乳液模板。之后结合紫外聚合反应,合成了包埋不同尺寸内核的核-壳微颗粒。此外,引入海藻酸水凝胶优化体系,解决了内核包埋物扩散问题,合成了包埋不同组分内核的核-壳微颗粒。对乳液模板及颗粒的形貌进行了表征,其具有单分散性高、结构均一性强的特点。此种复杂结构核-壳微颗粒在药物控释、微反应器、示踪颗粒等方面均有着极大的应用潜力。     

炭化微米木纤维滤芯柴油机排放纳米颗粒吸附特性

为了有效净化柴油机排放的纳米级碳烟颗粒(纳米颗粒),以炭化微米木纤维材料制备柴油机尾气微粒捕集器滤芯.分析炭化微米木纤维滤芯及柴油机排放颗粒物特性,并利用巨正则系综蒙特卡罗法(GCEMC)模拟纳米颗粒在炭化微米木纤维活性炭孔中的吸附特征,进而利用柴油机尾气微粒捕集器性能检测试验台对活性炭孔吸附纳米颗粒的蒙特卡罗模拟结果进行验证.结果表明:当柴油机微粒捕集器中尾气温度为470 K,捕集器前部压力由102.5 kPa过渡到125.0 kPa时,炭化微米木纤维滤芯吸附纳米粒子平均数密度的GCEMC模拟结果约为6.28×107cm-3,试验结果约为5.60×107cm-3,模拟结果和试验结果基本一致,该方法可以用来进行炭化微米木纤维滤芯吸附纳米颗粒过程的模拟研究.     

旋涡流动中微液滴颗粒的滑移效应

本文利用改进的相间滑移矩方法,数值研究了兰金涡在加入微液滴颗粒后的演变,注重考察相间滑移效应的影响.相间滑移矩方法分别考虑气相与液滴弥散相的运动过程,通过颗粒分布函数各阶矩方程的源项来表达相间质量、动量与能量的传递,从而实现气液两相间的速度滑移效应的模拟.研究结果表明,当向兰金涡中注入液滴微粒后,兰金涡的结构会在液滴滑移效应的扰动下发生一系列的演化,注入微粒的半径不同,演化过程也不相同.当注入微粒的半径较小时,滑移效应较小,微粒会在滑移效应下做离心运动,最终在涡核外呈圆环状分布;当注入微粒的半径足够大时,滑移效应增强导致流动失稳,涡核内产生负涡量,在其作用下颗粒呈现"旋臂"结构而快速向外迁移.最后,本文考察了微液滴颗粒由于凝结增长对旋涡演化和滑移效应的影响,发现微液滴的凝结增长导致更多的气相动量转移到液滴相,使得微液滴与气相的滑移驰豫过程变短,微液滴的跟随性增强,从而使得微液滴与气相的平均滑移速度递减更快.     

微颗粒黏附力测试技术研究进展

 为了解微颗粒黏附力测试技术的研究进展,以Particle、Adhesion、Measurement为主题词,在Ei Compendex,Ei Inspec和Elsevier Science数据库中检索了2001—2010年收录的文献,共检索出150余篇有关微颗粒黏附力测试技术的文献。根据这些文献的发表时间、作者所属的国家和所研究的测试技术进行了统计分析。对各种微颗粒黏附力测试技术(AFM分离技术、微机械分离技术、离心分离技术、静电场分离技术、振动分离技术和激光分离技术)进行了分析和优缺点比较,并展望了该领域发展的前沿方向。     

微纳米气泡的特性及其在果蔬中的应用

气泡广泛存在于自然界中,其在生产实际应用中具有重要的作用。按照气泡直径不同可分为大气泡、微米气泡、微纳米气泡、纳米气泡。通过对微纳米气泡特性进行深入分析研究,针对微纳米气泡具有粒径小,在水中存在时间长等不同于普通气泡的特点,详细论述了微纳米气泡的特殊性质在果蔬食品方面的应用现状及发展前景,并对其在其他领域的应用进行了展望,以期为微纳米气泡在更多领域中的应用提供参考。     

掏槽爆破中颗粒的受力分析

借鉴工业生产中的两相流动方法研究掏槽爆破中的颗粒运动规律。结合掏槽爆破中气－固两相流动的实际情况,研究了岩渣颗粒在复杂情况下的受力机理,讨论了这些不同因素对掏槽爆破的不同作用,并据此对掏槽过程进行了分析。     

纳米氧化锌的微乳液法制备及表征

纳米ZnO可用于毛织物的后整理，使织物具有抗菌除臭、消毒、抗紫外线的功能．采用TritonX-100／正庚醇／正辛烷／盐水微乳液体系，以一定盐浓度的硝酸锌（Zn（NO3）2）水溶液（A）与碳酸钠（Na2CO3）水溶液（B），通过两个乳液混合的方法，制备出氧化锌超细微粒．并用差热分析（DTA）、透射电镜（TEM）和X射线衍射仪对其进行表征分析．实验表明，30℃时，以A型微乳液与B型微乳液通过乳液混合搅拌的反应方式制备出纳米ZnO微粒的前驱体，经80℃真空干、燥约5h后，在350℃下煅烧2h，得到了平均粒径约为10nm的超细ZnO粉末，且微粒粒径分布均匀、团聚少，多数为球状颗粒．     

基于隐失场的基底纳米微粒的力学分析

针对光纤探针复合原子力显微镜(AFM)作用于纳米量级物体分析的操作,对纳米微粒、探针、基底之间作用力规律进行初步分析.指出纳米微粒所受的主要作用力为范德华力、毛细作用力、微观接触斥力、微观摩擦力和静电力等,通过纳米微粒受力分析并确定出微粒和探针之间距离的关系曲线,达到有利于控制纳米微粒精确操作的目的.     

微纳米球形颗粒之间的毛细力研究

两球形颗粒之间的相互接触问题是研究微机械系统中纳米接触问题的一个重要课题.在微尺度下,毛细液桥现象尤为重要,在观测纳米级物体的相互接触作用力中不可避免地要研究微纳米尺度的液桥问题.本文采用液桥力学平衡、环形近似、体积守恒方法,建立了微纳米球形颗粒之间的液桥模型,通过精确的数学求解,分析球形颗粒的接触角对于毛细作用力和液桥的断裂高度的影响.模拟结果发现,当2个颗粒之间的毛细力作用都很小时,液桥的断裂高度随着接触角的增加而减小,当其中一个颗粒的毛细力作用比较大时,断裂高度随着接触角的增大而增大,接触角的大小对于液桥的断裂高度有直接的决定作用.研究结果为计算预测微观颗粒之间的相互作用力、探索纳米颗粒间的相关特性和机理提供参考.     

微纳米颗粒对螺旋藻生长的影响

探讨了活性炭、沸石、二氧化钛、蒙脱土等微纳米粒子对螺旋藻生长的影响,通过分析蛋白质含量、叶绿素含量、残留苯酚含量和形态观察来分析固体颗粒-螺旋藻-苯酚三方的相互作用,为研究固体颗粒对螺旋藻生长的影响、研究微纳米粒子对生物生长的作用机理提供了重要资料。